撥叉夾具設計

./WORD格式整理目錄目錄1摘要2一、分析零件圖31.1零件作用41.2零件的工藝分析5二、確定毛坯5三、工藝規(guī)程設計63.1基面的選擇63.2精基準的選擇7四工序加工計算8五、夾具的設計125.1定位誤差分析145.2工件的夾緊185.2.1.加緊位置的組成185.2.2.加緊力的方向185.2.3.加緊力的作用點185.2.4.加緊力的大小195.2.5.夾具的精度分析21參考文獻22任務書1、分析零件圖1.1零件作用撥叉是傳動系統(tǒng)中用來撥動滑移齒輪,以實現(xiàn)系統(tǒng)調速、轉向的零件。其小頭通過與軸的過盈配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動；大頭的內部突起處與滑移齒輪的凹槽配合。1.2零件的工藝分析1、零件選用材料為ZG310-570。ZG310-570生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差,脆性高,不適合磨削。圖1-1撥叉2、該零件主要加工表面及技術要求分析如下：零件上端面及孔φ160的上下端面與孔φ52H8的垂直度公差等級為8級。表面粗糙度為Ra≤3.2um。加工時應以上端面與孔φ52H8的內表面為基準。又由于上端面須加工,根據(jù)"基準先行"的規(guī)則,故應先加工上端面,再加工孔φ52H8,最后加工孔φ160,然后加工其上下端面。2、確定毛坯2.1、確定毛坯種類根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結構形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型,毛坯的鑄造方法選用砂型鑄造,機器造型。圖2-1零件毛坯圖2.2、確定毛坯基本尺寸通過零件分析可知孔為雙側加工,小頭孔端面為單側加工,根據(jù)毛坯基本尺寸的計算公式可得下表：表2-1項目小頭孔端面52孔160孔公差等級CT999加工面基本尺寸522680鑄件尺寸公差21.72機械加工余量等級FFFRMA1.51.51.5毛坯基本尺寸52.515853、工藝路線：表3-1工序號工序名稱工序內容工藝裝備1鑄精密鑄造,兩件合鑄〔工藝需要2熱處理退火3劃線劃各端面及三個孔的線4車以外形及下端面定位,按線找正,四爪單動卡盤裝夾〔或專用工具工件。車160孔至圖樣尺寸,并車孔的兩側面,保證尺寸80和9及尺寸要求。CA6140專用工具5銑以兩段50內孔及外部端定位,裝夾工件,銑50上端面,保證兩端面距離尺寸80mm和9及精度要求X5030A組合夾具6銑以兩邊的50內孔外端定位定位,反過來裝夾工件,銑50的另一端面,保證兩段面尺寸80mmX5030A組合夾具7鉆以50內孔的兩段外部端面定位,裝夾工件,鉆,擴鉸50孔,孔口倒角C1Z5132A組合夾具8鉆M6的螺紋孔按精度要求達到尺寸標準Z5132A組合夾具9檢驗按圖樣要求檢查各部件尺寸及精度10入庫入庫3.1、基面的選擇粗基準的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準,以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。加工兩小孔端面時,以底面和兩外圓表面定位是合理的,此時應選擇兩V型塊作為定位元件,這樣比較容易實現(xiàn)。若選擇底面和兩小孔作為定位基準,則由于小孔鑄造時的誤差太大,很難與心軸、菱形銷配合良好。以加工后的小孔端面為粗基準來加工兩小孔。再以加工后的小孔和小孔端面為粗基準來加工中間孔,以及中間孔上下端面。這樣做是保證零件垂直度誤差的前提。3.2、精基準的選擇加緊裝置的組成：撥叉的銑斷面裝置如下圖所示的工序的確定：按給定的尺寸和精度要求我重復的考慮吧撥叉的工業(yè)路線和夾具設計。因工件的加工的表面和空比較多加工工序分給幾組的同學,按分給我的加工工序我設計好了撥叉兩端面銑的加工工序和夾具的設計。我用兩個工件同時加工的方法來設計了撥叉的夾具。這樣就可以提升加工量和加工速度,加工過程中可以避免撥叉的加工誤差。兩個撥叉零件平行放著夾具的中間部分也就是前后放著。銑撥叉兩端面的夾具體主要是固定v形塊和活動v形塊的加緊方案,因前后放著的v形塊高度不一樣,我設計的支撐釘?shù)母叨纫膊灰粯拥厦娌糠趾拖虏糠值穆菁y長度和寬度都一樣的,前面的零件下面使用的是尺寸小的支撐釘,后面的零件下面使用的是尺寸大的支撐釘,一共有四個支撐釘。固定v形塊有倆個,前面和后面的零件各自用一個?；顒觱形塊也是兩個,配對固定v形塊使用的?；顒觱形塊外套有兩個,蓋上活動v形塊上面部分。連桿也有兩個是活動v形塊的不可分離的一部分。對刀塊用一個安裝在后面零件的旁邊。裝配圖：圖5-1夾具圖整個銑斷面裝置的夾具的主要部分是固定和活動v形塊。我們通過仔細的分析才決定了銑斷面裝置的夾具。主要用的是毛胚零件要兩個,平行放著銑。V形塊：V型塊是一種比較特殊的定位元件。它雖然是一個單獨定位元件,但它的定位基面的結構要素卻不是單一的,有兩個定位平面,從某種意義上來講這種形式的定位可看作是兩個平面的組合定位。因此,它的定位基準的確定就不能象分析單一定位基面那樣簡單。

大多數(shù)定位元件的定位基準都是定位基面本身或者是由其形成的點、面、線,如單一平面、球心、孔和軸的中心線等。根據(jù)這個道理,筆者認為,V型塊的定位基準應有兩個,其一是兩定位平面的交線,另一個是由兩平面形成的對稱中心面,交線作為垂直方向的定位基準；對稱中心面作為水平方向的定位基準。

按照傳統(tǒng)<中心論>的理論,V型塊的定位基準應是檢驗心軸的中心高,即檢驗心軸在V型塊上放置時的中心線,實際上這條中心線在V型塊中的位置是不確切的,它會因檢驗心軸直徑誤差大小而變化,因此,在對刀誤差中往往會引入這條中心線的位置誤差。.活動v形塊用于較短精基準外圓面定位；用于較長的粗基準外圓面定位；用于精基準外圓面較長時,或兩段精基準外圓面相距較遠或是階梯軸時的定位,也可做成兩個單獨的短V型塊再裝配在夾具體上,目的是是減短V形塊的工作面寬度有利于定位穩(wěn)定。當定位外圓直徑與長度較大時,采用鑄鐵底座鑲淬火鋼墊塊的結構。這種結構除了制造經(jīng)濟性好以外,又便于V形塊定位工作面磨損后更換或修磨墊塊,還可通過更換不同厚度的墊塊以適應不同直徑外圓的工件定位使結構通用化。也有在鋼墊塊上鑲焊硬質合金,以提高定位工作面的耐磨性。.固定v形塊.WORD格式整理對刀塊：這個,其實主要在普通銑床夾具上應用。在銑床上加工零件時,我們要知道零件的確切位置即"坐標"。不然,刀具要從哪里下刀?。吭跀?shù)控機床上,我們可以看到有類似刀具外形的傳感器即"尋邊器",用他可以測量出零件的坐標,這樣既可以找到"坐標"又不會刮傷零件。

而對刀塊在普通機床的夾具上,用對刀塊主要是,不會刮傷零件,而對于一些復雜不容易找到定位面的零件,也有很大的作用。而塞尺也是相對對刀塊而言的,相當于"對刀塊對零件的保護"。塞尺可以保護對刀塊防止刮傷的保護。工序計算1、確定加工余量表4-1加工表面加工內容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大孔φ40上端面鑄件2.5CT952.5-+2精銑0.5IT9500+0.0743.20.4260.8粗銑2.0IT1250.50+0.306.30.34.52、確定切削用量粗精銑小頭孔上端面,以底面為粗基準粗銑小頭孔上端面:由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用套式面銑刀,。則按機床說明書,見<<機械制造技術基礎>>此轉速與382r/min相接近的機床轉速為355r/min.所以實際銑削速度為計算工時精銑小頭孔上端面:由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用錯齒三面刃銑刀,。則按機床說明書,見<<機械制造技術基礎>>此轉速與581r/min相接近的機床轉速為575r/min.所以實際銑削速度為一、工序020以小頭孔上端面及小頭孔外圓為基準,擴、精鉸φ14孔,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。1.選擇鉆頭擴孔選擇硬質合金擴孔鉆,粗鉆時do=20mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo＝12°,二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度°°°2.選擇切削用量〔1決定進給量查機械加工手冊得所以,Ff,故所選進給量可用?！?鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度〔查《簡明手冊》為0.5～0.8mm,壽命．〔3切削速度查機械加工工藝設計手冊高速鋼鉆擴孔灰鑄鐵的切削速度,根據(jù)公式n=202r/min〔查《機械制造設計基礎》選擇立式鉆床Z525取n=195m/min,故實際切削速度為v=13.4m/min〔4檢驗機床扭矩及功率查《切削手冊》表2.20,當f≤0.26,do≤19mm時,Mt=31.78N?m,修正系數(shù)均為1.0,故MC=31.78N?m。查機床使用說明書：Mm=144.2N?m。查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機床使用說明書,。由于,,故切削用量可用,即：,最終決定選擇機床已有的進給量經(jīng)校驗校驗成功。3、計算工時粗鉸：鉸刀選擇硬質合金鉸刀機床：Z525立式鉆床后刀面最大磨損限度〔查《簡明手冊》為0.4～0.6mm,壽命．〔查《機械制造設計基礎》鉸刀鉸灰鑄鐵孔時進給量1.0-2.6mm/r粗鉸的切削速v=10m/min所以根據(jù)公式n=144r/min根據(jù)切削說明書取n=140r/min,故實際切削速度為v=9.6m/min機動時切削工時,=58mm,精鉸：鉸刀選擇硬質合金鉸刀機床：Z525立式鉆床〔查《機械制造設計基礎》鉸刀鉸灰鑄鐵孔時進給量1.0-2.6mm/r精鉸的切削速v=8m/min所以根據(jù)公式n=115r/min根據(jù)切削說明書取n=97r/min,故實際切削速度為v=6.7m/min機動時切削工時,=58mm1,確定機械加工余量,工序尺寸和毛坯尺寸,拔叉零件材料是HT200,硬度為240HBS,中批生產(chǎn),采用鑄件毛坯.鏜削中間孔基本尺寸:φ40;初鏜加工余量:2mm半精鏜加工余量:2mm;毛坯總余量:4mm各工序尺寸:粗鏜后基本尺寸:φ40-2=φ38mm毛坯基本尺寸:φ38-2=φ36mm各工序經(jīng)濟精度:半精鏜取IT10,查表得IT10=0.12mm粗鏜取IT13,查表得IT13=0.46mm毛坯公差為T=2mm毛坯尺寸:φ36±2mm2,定切削用量及工時粗鏜中間孔φ36,選用鏜床T68,查表得進給量f=0.27mm/r,切削速度v=0.2~0.4m/s,取v=0.25m/s,則轉速n===113.04r/min查得T68標準轉速n=100r/min則實際速度v==16.02m/min切削工時:t=<2~3>;=3~5mm;=5mm鏜刀的主偏角=則取=5mm,=3mm,=5mmt==1.59min=95.4s半精鏜中間孔φ40mm查表得進給量f=0.15mm/r切削速度v=0.3m/s轉速n=查取T68鏜床標準轉速n=100r/min則實際切削速度v=切削工時:t=四、加工52孔的測量長度,由于工藝基準與設計基準不重合,故需進行尺寸換算,加工完畢后應保證尺寸5mm,尺寸鏈如圖所示,加工時應保證尺寸A,A=30-5=25,5mm、30mm為自由尺寸,按自由尺寸取公差等級IT16級,則其公差為,則A=,加工是以保證尺寸A間接保證尺寸5mm。3、確定粗鏜切削用量3.1、刀具選用：選用刀具為YG6硬質合金,直徑為30mm的鏜刀,查《機械制造技術基礎課程設計指南》〔后稱設計指南178頁表5-113主偏角=90°,副偏角=15°、刃傾角＝-１０°、前角＝10°、后角＝６°,３.２、確定背吃刀量：由于加工余量為16mm,可分為兩次走刀,取其直徑余量分別為10mm,6mm,所以=mm,mm3.3、確定進給量f：根據(jù)《設計指南》表5-115,當粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為30mm,鏜刀伸出長度為150mm時,取=0.26mm/r,=0.5mm/r,查表5-119得鏜刀后刀面最大磨損限度為1.4mm,刀具壽命T=60min3.4、確定切削速度：根據(jù)《設計指南》表2-8,v=,試中=208,=0.2,=0.4,m=0.28,=1.0×0.8×1.08×1.04=0.9,所以==74m/min,=m/min。===305r/min,===278r/min,查機床轉速表取=370r/min,=305r/min,修正=m/min=1.26m/s,m/min=1.13m/s.最后修正為=0.26mm/r,=0.5mm/r,=5mm,=3mm,=1.26m/s,=1.13m/s,=370r/min,=305r/min,3.5、校驗機床功率：根據(jù)《設計指南》表2-18的計算公式,車削時的功率〔kw為=,其中=,查表2-10得=900,=1.0,=0.75,=0,=5f=026mm/r,v=75.52m/min,=1.08×1.0×1.0=1.08=900×××1.08=1749.6N,===0.36kw<7kw,滿足要求。 3.5、確定基本工時根據(jù)鏜削機動時間的計算公式,因為刀具主偏角為90°,所以=2~3取為3,=3~5,取為5,=5,i=1由=0.26mm/r,=0.5mm/r,=370r/min,=305r/min,并代入公式得=0.19min,=0.12min?！捕M1、確定刀具：所選刀具材料為YG6硬質合金,直徑為30mm的鏜刀,主偏角=90°,副偏角=10°、刃傾角＝0°、前角＝15°、后角＝６°,2、確定背吃刀量：查《機械加工工藝手冊》573頁表2.4-66得精鏜直徑為50~80孔的直徑余量可為2mm,取=0.6mm,=0.4mm,兩次走到可完成加工。3、確定進給量：查《機械加工工藝手冊》573頁表哦2.4-66,鏜孔直徑為73mm切削深度為0.6mm,0.4mm加工鑄鐵精加工時的進給量為=0.25mm,=0.15mm,查設計指南182頁表5-119,硬質合金鏜刀精加工鑄鐵時的后刀面最大磨損限度為0.6mm,刀具壽命T=60min。4、確定切削速度：根據(jù)《設計指南》表2-8,v=,試中=208,=0.2,=0.4,m=0.28,=1.0×0.8×1.08×1.04=0.9=115.6m/min,=169.1m/min.r/min,r/min。查轉速表有480r/min,710r/min的轉速,所以對切削速度進行修正：=110.03m/min=1.83m/s,=160.7m/min=2.71m/s。最后確定=0.6mm,=0.4mm,=0.25mm,=0.15mm,=1.83m/s,=2.71m/s,=480r/min,=710r/min。由于是精加工,所以不必進行機床功率校驗。5、確定工時根據(jù)鏜削機動時間的計算公式,因為刀具主偏角為90°,所以=2~3取為3,=3~5,取為5,=5,i=1,由=0.25mm,=0.15mm,=480r/min,=710r/min并帶入公式得=0.15min,=0.17min工序090銑斷,以小頭孔上端面和小頭孔軸線為基準。選擇鋸片銑刀,d=160mm,l=4mm,中齒,Z=40采用X61臥式銑床查《切削手冊》,選擇進給量為：,切削速度為：,則：根據(jù)《簡明手冊》表得,取,故實際切削速度為：此時工作臺每分鐘進給量應為：查《切削手冊》表得,剛好有。計算切削基本工時：超切量和入切量y+△=305.1定位誤差分析六點定位原則解決了消除工件自由度的問題,即解決了工件在夾具中位置"定與不定"的問題。但是,由于一批工件逐個在夾具中定位時,各個工件所占據(jù)的位置不完全一致,即出現(xiàn)工件位置定得"準與不準"的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準確,加工后各工件的加工尺寸必然大小不一,形成誤差。這種只與工件定位有關的誤差稱為定位誤差,用ΔD表示。在工件的加工過程中,產(chǎn)生誤差的因素很多,定位誤差僅是加工誤差的一部分,為了保證加工精度,一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5~1/3,即：ΔD≤<1/5～1/3>T式中ΔD──定位誤差,單位為mm；T──工件的加工誤差,單位為mm。5.1.1定位誤差產(chǎn)生的原因工件逐個在夾具中定位時,各個工件的位置不一致的原因主要是基準不重合,而基準不重合又分為兩種情況：一是定位基準與限位基準不重合,產(chǎn)生的基準位移誤差；二是定位基準與工序基準不重合,產(chǎn)生的基準不重合誤差。由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量,稱為基準位移誤差,用ΔY表示。不同的定位方式,基準位移誤差的計算方式也不同。如果工件內孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致,作無間隙配合,即孔的中心線與軸的中心線位置重合,則不存在因定位引起的誤差。但實際上,如圖所示,心軸和工件內孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙,孔的中心線與軸的中心線位置不重合,導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差,其變動量即為最大配合間隙?？砂聪率接嬎悖害=amax-amin=1/2<Dmax-dmin>=1/2〔δD+δd式中ΔY──基準位移誤差單位為mm；Dmax──孔的最大直徑單位為mm；dmin──軸的最小直徑單位為mm。δD──工件孔的最大直徑公差,單位為mm；δd──圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差,單位為mm?；鶞饰灰普`差的方向是任意的。減小定位配合間隙,即可減小基準位移誤差ΔY值,以提高定位精度。加工尺寸的基準是外圓柱面的母線時,定位基準是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量,稱為基準不重合誤差,用ΔB表示。此時除定位基準位移誤差外,還有基準不重合誤差。綜上：定位誤差產(chǎn)生的原因是,定位基準與限位基準不重合及定位基準與工序基準不重合而產(chǎn)生的誤差。5.1.2常見的定位方式中基準位移誤差1.用圓柱定位銷、圓柱心軸中心定位計算式：ΔY＝Xmax=δD+δd0+Xmin〔定位心軸較短Xmax工件定位后最大配合間隙δD工件定位基準孔的直徑公差δd0圓柱定位銷或圓柱心軸的直徑公差Xmin定位所需最小間隙,由設計而定注意：基準位移誤差的方向是任意的。當工件用長定位心軸定位時,需考慮平行度要求計算式：ΔY＝Xmax=〔δD+δd+XminL1／L2L1加工面長度L2定位孔長度2.定位套定位計算式：ΔY＝Xmax=δD0+δd+XminδD0定位套的孔徑公差δd工件定位外圓的直徑公差注意：基準位移誤差的方向是任意的。3.平面支承定位平面支承定位的位移誤差較容易計算,當忽略支承誤差且定位基準制作精度較高時,工序尺寸的基準位移誤差視為零。4.V形體定心定位若不計V形體制造誤差,僅有工件基準面的圓度誤差時,工件的定位中心會發(fā)生偏移即O1O2＝T1－T2,產(chǎn)生基準位移誤差。即：ΔY＝O1O2=T1－T2故：對于90°V形體ΔY＝0.707δd5.1.3定位誤差的合成定位誤差是兩誤差的合成即：ΔD=ΔB+ΔY在圓柱間隙配合定位和V形塊中心定位中,當基準不重合誤差和位移誤差都存在時,定位誤差的合成需判斷"＋"、"－"號。例如：V形塊中ΔB＝δd／2當ΔB與ΔY的變動方向相同時ΔD＝ΔB＋ΔY＝δd／2+ΔY當ΔB與ΔY的變動方向相反時ΔD＝ΔB－ΔY＝δd／2－ΔY當工件在不受任何條件約束時,其位置是任意的不確定的。由理論力學可知,在空間處于自由狀態(tài)的鋼體,具有六個自由度,即沿著X、Y、Z三個坐標軸的移動和繞著這三個坐標軸轉動的自由度。六個自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務,就是要限制工件的自由度。在夾具中,用分別適當?shù)呐c工件接觸的六個支撐點,來限制工件六個自由度的原理,稱為六點定位原理。5.1.6計算定位誤差除槽寬16H11由銑刀保證外,本夾具要保證槽側面與E面的距離及槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度,其它要求未注公差,因此只需計算上述兩項加工要求的定位誤差。〔1加工尺寸11±0.2mm的定位誤差采用圖1-2〔c所示定位方案時,E面既是工序基準,又是定位基準,故基準不重合誤差為零。有由于E面與長條支承板始終保持接觸,故基準位移誤差為零。因此,加工尺寸11±0.2mm沒有定位誤差?！?槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度的定位誤差長銷與工件的配合去Ф25H7g6,則Ф25g6=Ф25-0.009-0.025〔mmФ25H7=Ф25+0.0250〔mm由于定位基準與設計基準重合,故基準不重合誤差為零?；鶞饰灰普`差的分析如圖1-4所示?；鶞饰灰普`差△y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01〔mm由于定位誤差△D=△y=0.01?0.08/3〔mm,故此定位方案可行。結論：基準不重合誤.5.2工件的加緊在機械加工過程中,工件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下,工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置,而不致發(fā)生振動和位移,在夾具結構中必須設置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。工件定位后,將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置,稱為夾緊裝置。為